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计算电磁学中的超大规模并行矩量法

《计算电磁学中的超大规模并行矩量法》是2016年西安电子科技大学出版社出版的图书，作者是张玉、赵勋旺陈岩、林中朝、王永、左胜。

计算电磁学中的超大规模并行矩量法基本信息

书名计算电磁学中的超大规模并行矩量法
作者张玉赵勋旺陈岩林中朝王永左胜
出版社西安电子科技大学出版社
出版时间2016年06月
定价115.6 元
ISBN978-7-5606-3944-4

计算电磁学中的超大规模并行矩量法目录

第1章矩量法与场积分方程 1 1.1 矩量法简介 1 1.1.1 矩量法的数学原理 1 1.1.2 矩量法求解算子方程实例 3 1.2 电磁场基本理论 6 1.2.1 麦克斯韦方程组 6 1.2.2 时谐场的复数表示法 7 1.2.3 电流连续性方程 8 1.2.4 媒质本构方程 9 1.2.5 边界条件 10 1.2.6 矢量波动方程 11 1.2.7 位函数理论 12 1.2.8 玻印廷定理 23 1.2.9 对偶原理 25 1.2.10 唯一性定理 27 1.2.11 洛伦兹互易定理 29 1.2.12 等效原理 30 1.3 面积分方程 32 1.3.1 理想导体表面积分方程 32 1.3.2 两区域介质表面PMCHW积分方程 37 1.3.3 多区域任意复杂结构的积分方程 40 1.4 激励源 43 1.4.1 平面波 43 1.4.2 电压源 44 1.4.3 磁流源 44 1.4.4 导波场源 45 1.4.5 激励源的对称性 52 1.5 小结 55 参考文献 55 第2章 RWG基函数矩量法 57 2.1 几何建模 57 2.2 RWG基函数 58 2.3 电场积分方程的矩量法解 60 2.3.1 矩阵方程构建 60 2.3.2 矩阵元素的积分计算 62 2.3.3 低阶奇异积分的解析处理 62 2.4 磁场积分方程的矩量法解 68 2.4.1 矩阵方程构建 68 2.4.2 矩阵元素的积分计算 70 2.4.3 高阶奇异积分的解析处理 70 2.5 PMCHW积分方程的矩量法解 76 2.5.1 矩阵方程构建 77 2.5.2 矩阵元素的积分计算 78 2.6 EFIE PMCHW方程的矩量法解 79 2.7 数值算例 80 2.7.1 EFIE与MFIE矩量法分析散射问题 80 2.7.2 PMCHW矩量法分析散射问题 81 2.7.3 微带结构的散射 82 2.7.4 EFIE矩量法分析波端口问题 82 2.8 小结 85 参考文献 86 第3章高阶基函数矩量法 87 3.1 几何建模 87 3.1.1 线结构的截锥体建模 87 3.1.2 面结构的双线性曲面建模 88 3.2 高阶基函数 89 3.2.1 细导线上电流的展开 89 3.2.2 双线性曲面上电流的展开 90 3.3 矩阵方程构建 93 3.3.1 细导线的检验过程 93 3.3.2 双线性曲面的检验过程 95 3.4 数值算例 98 3.4.1 平面波激励 98 3.4.2 矩形波端口激励 99 3.4.3 圆形波端口激励 102 3.4.4 同轴激励 104 3.5 高阶基函数矩量法与RWG基函数矩量法的比较 107 3.5.1 微带贴片阵列 107 3.5.2 X波段波导缝隙天线阵 109 3.5.3 Ka波段波导缝隙天线 110 3.6 小结 111 参考文献 111 第4章矩阵方程求解 112 4.1 直接解法 112 4.1.1 基于LU分解的矩阵方程求解方法 112 4.1.2 LU分解算法 113 4.1.3 分块LU分解算法 118 4.1.4 分块LU分解算法并行实现 124 4.2 线性数学库 140 4.2.1 线性代数库简介 140 4.2.2 OpenBLAS和矩阵乘法优化 143 4.3 并行分块LU分解算法的参数优化 144 4.3.1 分块大小 144 4.3.2 进程网格 146 4.4 并行分块LU分解算法性能测试 149 4.4.1 随机矩阵LU分解性能测试 149 4.4.2 矩量法矩阵LU分解性能测试 151 4.5 迭代解法 157 4.5.1 共轭梯度法 157 4.5.2 广义最小余量法 158 4.5.3 块对角预条件 159 4.5.4 基函数邻居预条件 160 4.5.5 并行迭代解法 161 4.6 迭代求解器性能分析 161 4.6.1 预条件加速RWG基函数MLFMA迭代求解 161 4.6.2 预条件加速正弦基函数矩量法矩阵方程求解 163 4.6.3 预条件加速屋顶基函数矩量法矩阵方程求解 167 4.7 小结 169 参考文献 169 第5章超大规模并行矩量法 172 5.1 并行矩量法矩阵填充 172 5.1.1 RWG基函数矩量法的并行矩阵填充 172 5.1.2 高阶基函数矩量法的并行矩阵填充 182 5.2 并行矩量法性能评估 183 5.2.1 并行RWG基函数矩量法的性能评估 183 5.2.2 并行高阶基函数矩量法的性能评估 187 5.3 数值算例 204 5.3.1 波导缝隙天线阵列辐射特性 204 5.3.2 微带天线阵列辐射特性 205 5.3.3 机载八木天线阵列的辐射特性 207 5.3.4 机载微带天线阵列的辐射特性 210 5.4 小结 223 参考文献 223 第6章并行核外高阶基函数矩量法 224 6.1 并行核外算法的矩阵分布 224 6.2 并行核外高阶基函数矩量法矩阵填充方案 225 6.3 核外LU分解算法 226 6.3.1 核外LU分解算法的I/O分析 226 6.3.2 核外Left-Looking LU分解算法设计 230 6.3.3 核外One-Slab Left-Looking LU分解算法设计 233 6.4 并行核外LU分解算法的程序实现 236 6.5 基于核外LU分解的矩阵方程求解方法 238 6.6 并行核外LU分解算法的参数优化 240 6.7 性能监测 242 6.8 数值算例 247 6.8.1 飞机的散射特性 247 6.8.2 波导缝隙阵天线的辐射特性 250 6.8.3 微带阵列天线的辐射特性 251 6.8.4 机载伞形印刷振子天线阵列的辐射特性 252 6.9 小结 255 参考文献 256 第7章基于RWG基函数矩量法的并行多层快速多极子 257 7.1 自由空间多层快速多极子方法 257 7.1.1 自由空间格林函数的加法定理和平面波展开理论 258 7.1.2 自由空间快速多极子方法 259 7.1.3 自由空间多层快速多极子方法 261 7.2 半空间多层快速多极子方法 263 7.2.1 半空间混合场积分方程 264 7.2.2 半空间MLFMA近相互作用 266 7.2.3 半空间MLFMA远相互作用 267 7.2.4 半空间MLFMA的矩阵向量乘积 270 7.3 并行半空间多层快速多极子方法 272 7.3.1 矩阵向量乘积的数据分配方案 272 7.3.2 半空间MLFMA的自适应划分策略 272 7.4 并行性能测试 276 7.4.1 精度验证 277 7.4.2 并行效率测试 278 7.5 工程应用 282 7.5.1 波音737飞机RCS 282 7.5.2 某型飞机RCS 284 7.5.3 某大型飞机RCS 287 7.5.4 地面上坦克RCS 288 7.5.5 地面上汽车RCS 290 7.5.6 海面上舰载天线电磁辐射特性 292 7.6 小结 293 参考文献 293 第8章基于矩量法的并行混合算法 295 8.1 并行矩量法的区域分解方法 295 8.1.1 区域分解算法的基本原理 295 8.1.2 算法精度验证 299 8.1.3 数值算例 304 8.2 并行高阶基函数矩量法与多层快速多极子混合算法 313 8.2.1 混合算法的基本原理 314 8.2.2 算法精度验证 315 8.2.3 数值算例 319 8.3 小结 333 参考文献 333 第9章并行高阶基函数矩量法的工程应用 335 9.1 电磁辐射特性计算 335 9.1.1 机载微带天线阵列 335 9.1.2 波导缝隙天线阵列 338 9.1.3 民航客机周围近场 341 9.1.4 海事卫星天线 344 9.1.5 基站天线与室内电磁辐射评估 347 9.1.6 车厢内WiFi天线 355 9.2 电磁散射特性计算 356 9.2.1 箔条云 356 9.2.2 飞机发动机 357 9.2.3 无人机 358 9.3 旋转叶片调制效应计算 361 9.3.1 旋翼对散射场的调制 361 9.3.2 螺旋桨对辐射场的调制 362 9.4 小结 364 参考文献 364 第10章异构平台中的并行矩量法 365 10.1 并行矩量法特征分析 365 10.1.1 并行框架分析 365 10.1.2 程序热点分析 367 10.1.3 异构协同计算的难点 369 10.2 CPU/GPU异构并行矩量法 369 10.2.1 国内外研究现状 369 10.2.2 基本并行框架设计 370 10.2.3 程序热点加速 373 10.2.4 性能测试与应用算例 376 10.3 CPU/GPU异构并行两级核外矩量法 386 10.3.1 算法基本原理 386 10.3.2 GPU与CPU任务分配比例优化 389 10.3.3 数值算例 390 10.4 CPU/MIC异构并行矩量法 392 10.4.1 基本并行框架设计 392 10.4.2 程序热点加速 394 10.4.3 MIC与CPU任务分配比例优化 399 10.4.4 数值算例 399 10.5 CPU/GPU与CPU/MIC的性能比较 405 10.6 大规模CPU/MIC异构并行矩量法 407 10.7 小结 411 参考文献 411 附录A 高斯数值积分 413 A.1 一维高斯积分 413 A.2 二维高斯积分 414 参考文献 416 附录B 并行计算基础 417 B.1 硬件平台 417 B.1.1 计算机集群 417 B.1.2 本书使用的计算平台 418 B.2 并行编程环境 421 B.3 并行算法 422 B.4 并行计算性能评测与优化 423 B.5 MPI编程示例 424 B.6 软件安装与设置 427 参考文献 430 附录C 细线天线的矩量法分析 432 C.1 积分方程的构建 432 C.2 积分方程的离散 433 C.3 选配过程 435 C.4 矩阵元素的计算 436 C.5 辐射远场的计算 438 C.6 矩阵填充算法 439 C.7 并行程序流程 440 C.8 并行程序实例 442 C.9 程序编译与运行 465 参考文献 467

计算电磁学中的超大规模并行矩量法造价信息

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中大规模矩阵系统

规格型号：
WJ-SX650/G
价格行情：
材料单位：
台
材料品牌：
松下
材料税率：
13%
供应商：
焦点安防科技有限公司华中经销
报价时间：
2022-12-06

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大规模视频矩阵

规格型号：
NCC-D16176VD
价格行情：
材料单位：
台
材料品牌：
安泰君威
材料税率：
13%
供应商：
深圳市安泰君威实业有限公司
报价时间：
2022-12-06

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智能电量采集模块

规格型号：
SDP3000
价格行情：
材料单位：
台
材料品牌：
株洲中车机电
材料税率：
13%
供应商：
株洲中车机电科技有限公司
报价时间：
2022-12-06

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数字式可编程开关量模块

规格型号：
4路20A/路数字式可编程开关量模块;标准Modbus协议;220V;DIN35mm导轨式安装
价格行情：
材料单位：
台
材料品牌：
大峡谷
材料税率：
13%
供应商：
大峡谷照明系统（苏州）股份有限公司
报价时间：
2022-12-06

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温控器ES-302(模拟量)

规格型号：
DN15
价格行情：
材料单位：
个
材料品牌：
盾安阀门
材料税率：
13%
供应商：
浙江迪艾智控科技股份有限公司
报价时间：
2022-12-06

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挤压法顶管设备

规格型号：
管径1650
价格行情：
材料单位：
台班
材料税率：
地区时间：
汕头市2012年4季度信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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挤压法顶管设备

规格型号：
管径2400
价格行情：
材料单位：
台班
材料税率：
地区时间：
汕头市2012年4季度信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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挤压法顶管设备

规格型号：
管径1200
价格行情：
材料单位：
台班
材料税率：
地区时间：
汕头市2012年3季度信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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挤压法顶管设备

规格型号：
管径1400
价格行情：
材料单位：
台班
材料税率：
地区时间：
汕头市2012年3季度信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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挤压法顶管设备

规格型号：
管径2000
价格行情：
材料单位：
台班
材料税率：
地区时间：
汕头市2012年3季度信息价
所属行业：
建筑工程
备注说明：

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大规模视频矩阵

规格型号：
NCC-D16176VD
需求量：
6359台
报价数：
2
材料品牌：
材料档次：
普通
费用说明：
不含税费 | 不含运费
询价时间：
2015-03-31

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大规模视频矩阵

规格型号：
NCC-D16176VD
需求量：
4734台
报价数：
2
材料品牌：
安泰君威
材料档次：
中档
费用说明：
含税费 | 含运费
询价时间：
2015-07-31

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大规模场景主控器

规格型号：
详见原档
需求量：
1套
报价数：
1
材料品牌：
夏仑、磊明
材料档次：
高档
费用说明：
不含税费 | 含运费
询价时间：
2020-12-17

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π中的数字

规格型号：
展项通过触摸屏的方式循环播放π的数列,参观者可以输入自己的生日,在π的数列中找到自己的生日.
需求量：
1项
报价数：
1
材料品牌：
材料档次：
中高档
费用说明：
含税费 | 含运费
询价时间：
2022-10-24

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π中的数字

规格型号：
展项通过触摸屏的方式循环播放π的数列,参观者可以输入自己的生日,在π的数列中找到自己的生日.
需求量：
1项
报价数：
1
材料品牌：
材料档次：
中高档
费用说明：
含税费 | 含运费
询价时间：
2022-09-16

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计算电磁学中的超大规模并行矩量法内容简介

近年来，我国在与电磁密切相关的领域取得了一系列重大进展，比如空中预警指挥飞机成功服役等，这些复杂系统工程的实施都离不开对电磁场与电磁波的研究。认知复杂系统电磁特性的手段主要有实验测量和数值计算。对比而言，电磁场数值计算具有高效、灵活方便等显著优势，因此成为设备电磁特性分析与设计的现代化必要手段，也日益发挥着越来越重要的作用。作为电磁场数值分析方法中的经典算法，矩量法具有很高的理论精度，但在处理复杂电大系统电磁问题时，其所需付出的计算存储资源与计算时间代价非常高，这使得矩量法难以用于复杂系统的电磁计算。针对这个难题，本书研究如何利用大规模并行计算技术实现矩量法对复杂电大系统的精确、高效计算。 本书兼顾矩量法的理论基础、高性能计算技术与工程应用，围绕着矩量法处理电磁问题的算子方程、矩阵构建、矩阵方程并行求解、并行矩阵构建策略、核外算法、快速算法、混合方法、异构加速计算技术、工程应用实例等几个方面，系统地给出了超大规模并行矩量法的关键理论、技术以及工程应用。书中高阶矩量法结合波端口、单向通信CALU算法、CPU/GPU与CPU/MIC 异构加速矩量法等方面的内容新颖。特别是在排名世界第一的天河二号超级计算机中成功开展的20余万CPU核规模的矩量法计算，是当前国际上所达到的最大并行矩量法规模。这一工作使得采用矩量法精确分析复杂系统级电磁问题成为了一种可能，具有重要的战略意义。 本书可作为高等学校工科电子信息、通信、计算机类等相关专业的广大科技工程人员的参考指导书。

计算电磁学中的超大规模并行矩量法常见问题

计算电磁学是研究什么的

内容简介本书在论述计算智能及计算电磁学基本概念和研究领域的基础上，系统地介绍了计算智能中的遗传算法、神经网络、模糊系统在电磁建模和优化问题中的应用。全书共分6章，内容主要包括计算智能、遗传算法基本原...
计算电磁学是研究什么的

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速求电磁学论文一篇?

试论三相交直流指示仪表在电磁学计量校验的应用　　摘要:现代社会对于电能的使用越来越广泛，越来越多的家用电器，工业机械都在依靠电能来进行驱动。作为电磁学计量的重要工具，电能表的校验对于我国电力企业有着...

计算电磁学中的超大规模并行矩量法文献

电磁学小论文

电磁学小论文

电磁学小论文

格式：pdf

大小：50KB

页数： 3页

变压器的工作原理王雪品楚雄师范学院物理与电子科学系 10 级物理二班学号： 20101041257 云南省楚雄彝族自治州邮政编码 675000 摘要：我将通过我对变压器的构造、种类、工作原理的认识来向同学们简单介绍变压器和怎样去保护变压器和保护自己。关键词：构造、变压器、工作原理、保护前言：变压器与我们日常生活息息相关，我们要对变压器有所了解才能在用电过程不受伤害和节约用电。正文变压器：英文名 (Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈（绕组）、次级线圈和铁心（磁芯）。变压器的工作原理变压器 ---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件，将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能。变压器原理图与电源相连的线圈，接收交流

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超大规模基础及地下室改造加固施工

超大规模基础及地下室改造加固施工

超大规模基础及地下室改造加固施工

格式：pdf

大小：50KB

页数： 3页

北京公主坟综合商业大厦在完成了5.3万m2的4层地下室后停工,经重新规划设计再次开工前,须对已施工的地下室进行整体加固、改造。对柱体外包钢板施工中,解决了高强混凝土凿毛、柱体成形、层间连接、灌浆等技术问题。另对楼板开洞安装塔吊等施工难点也采用了有针对性的解决方法。

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cem计算电磁学

CEM(Computational electromagnetics) 背景:一些现实世界中的电磁学问题，比如电磁散射与辐射，波导问题等，是无法解析计算的，因为在实际的器件中有很多不规则的几何形状。数值计算技术可以克服在不同本构关系的媒质和边界条件下，无法推导出麦克斯韦方程组闭合形式解的问题。这使得计算电磁学(CEM)在天线，雷达，卫星和其他通讯系统的设计和仿真，纳米光子器件，和高速硅电子，医学成像，手机天线设计等应用中变得很重要。 计算电磁学主要解决了在整个域中计算电场和磁场的问题(比如在一个任意造型的天线结构中，计算天线辐射方向图)。计算功率流向(坡印亭矢量)，波导正规模式，媒质产生的波的色散和散射，都能从电场和磁场中计算得到。计算电磁学模型可能会也可能不会利用对称性，把现实世界中的结构简化为理想柱体，球体或者其他的规则几何物体。计算电磁学模型广泛利用了对称，求解降低后的维数，从三维空间到二维空间甚至一维。、 计算电磁学中的本征值问题公式能使我们计算一个结构中的稳态正规模。瞬态响应和脉冲场效应能被计算电磁学中的时域方法，FDTD更精确地模拟出来。弯曲几何对象被有限元法(FEM)或非正交网格更精确地表述出来。光束传播法(Beam propagationmethod)能用来计算波导中的功率流。即使不同的技术融合到同一个领域，计算电磁学有特定的应用。

计算电磁学的快速方法内容简介

随着计算机硬件和软件技术的飞速发展.计算电磁学已逐渐取代经典电磁学而成为现代电磁理论研究的主流。针对传统的计算电磁学方法在求解电磁场边值问题时所存在的内存需求与计算速度的瓶颈，本书系统介绍了目前计算电磁学加速技术的新进展及其基本原理。全书共分7章。第1章介绍电磁场基本理论;第2章介绍电磁场基本边值问题;第3章介绍正交多项式外推技术;第4章介绍有理分式降阶模型插值与外推技术;第5章介绍混合域基函数加速技术;第6章介绍快速非均匀平面波算法;第7章介绍时域有限体积法。本书可供高等学校相关专业研究生使用，也可供从事电磁场理论研究的人员参考。

Moldex3D并行计算

Moldex3D 领先业界率先推出完整并行计算功能，其并行运算技术是业界『唯一』可以完整支援充填、保压、冷却、翘曲、玻纤排向、多材质多射成型等计算模组，让使用者得以利用多核心或多CPU共同分析的优势，大幅缩短运算时间，在搭配主流的多核心个人电脑，能有效提升运算效能高达数倍以上，让您轻松精简成本，创造更高的工作效能。

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